FR2782932A1 - Device for purification in forced vacuum of simple and composite materials comprises transparent quartz receiver for substance to be purified - Google Patents

Device for purification in forced vacuum of simple and composite materials comprises transparent quartz receiver for substance to be purified Download PDF

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Abstract

The substance to be purified is placed in a receiver (1) of transparent quartz with one end closed and the other having a neck (2) in which a transparent quartz escape tube (3) is introduced. This penetrates into the receiver over five to nine tenths of its length and extends inside the receiver for sufficient length to bring the vapor to a condensation zone The device can convert solids or liquids to vapors at a pressure between 0.1 and 20 torr and temperatures not exceeding 1100 deg C. To increase the time for which the vapor is confined in the receiver, the end of the tube is partially obstructed. The device contains a condensation zone where the purified substance is deposited. A collection tube for the condensed vapor in the form of a boat is placed in the lower part of the condensation zone, with its upper part open. The device is arranged horizontally or vertically, and if vertically then the vapor condenses on a support which conducts heat well. An Independent claim is also included for a purification process using the above apparatus, comprising mixing the substance to be purified with a small quantity of the same substance purified and slightly oxidized, to encourage the oxidation of non-volatile impurities accumulating in the receiver. To increase the productivity of the purifier, the receiver contains several vapor escape tubes which are collected in a second receiver from which the material is directed to the condensation zone via an escape tube.

Description

La présente invention concerne un appareil servant à la purificationThe present invention relates to an apparatus for purification

profonde de corps simples et composés susceptibles de passer de l'état solide ou liquide à l'état vapeur et présentant une pression de vapeur comprise entre 0,1 et 20 torrs environ à des températures ne dépassant pas 1100 C. La seule limitation imposant cette limite de température est5 l'utilisation du quartz pour la construction de l'appareil selon l'invention (ce qui implique que l'on ne peut y traiter que les substances ne réagissant pas avec le quartz). L'appareil dont la  of simple bodies and compounds capable of passing from solid or liquid state to vapor state and having a vapor pressure of between 0.1 and 20 torr at temperatures not exceeding 1100 C. The only limitation imposing this The temperature limit is the use of quartz for the construction of the apparatus according to the invention (which implies that only substances which do not react with quartz can be treated there). The device whose

description est donnée ci-dessous a été élaboré pour perfectionner la mise en oeuvre du procédé de purification décrit dans notre demande de brevet international déposée le 02 juillet 1996 sous le N PCT/RU 96/00176 [ 1]. Ce procédé a été conçu pour assurer une élimination  Description is given below was developed to improve the implementation of the purification process described in our international patent application filed July 02, 1996 under N PCT / RU 96/00176 [1]. This process was designed to ensure elimination

des impuretés résiduelles aussi poussée que l'exige la physique des semiconducteurs pour que les matériaux considérés puissent être utilisés pour la fabrication de dispositifs électroniques. En effet, un des objectifs majeurs de la recherche dans les domaines de l'optronique et des capteurs spéciaux est la mise au point de technologies de production de composés de formules générales A2B6, A4B6 et certains autres '. Comme tous ces composés passent à l'état de vapeur (se subliment) à des températures bien inférieures à leurs points de fusion, on ne peut leur appliquer le procédé de fusion de zone qui, conjointement avec des traitements chimiques appropriés, permet de réduire la teneur des impuretés résiduelles au-dessous des seuils de détection analytiques des impuretés.20 Bien entendu, l'appareil selon l'invention peut être utilisé pour la purification profonde de tous autres éléments et composés inorganiques en remplaçant, si besoin est, le quartz par tout autre matériau pour la construction de l'appareil. Les procédés de purification par sublimation (solide --> vapeur ---> solide) et par vaporisation (liquide --> vapeur --> liquide ou solide) sont connus et largement utilisés depuis longtemps [2]. Le matériau à purifier contenu dans un creuset évasé est placé dans une chambre à vide o doit régner un vide poussé (10-7 - 10-9 torr). On élève la température de la charge jusqu'à ce que la pression de la vapeur produite atteigne 10-3-10-2 torr. A ces pressions, la longueur de libre parcours des particules est comparable à la distance entre la source de vapeur et la surface sur laquelle viennent se condenser les atomes et les molécules30 émises par la charge. Entre ces deux surfaces doit exister un gradient de température (T condensation < T vaporisation). Les impuretés contenues dans la substance à purifier peuvent être classées en trois groupes: impuretés dites facilement vaporisables; impuretés difficilement vaporisables et impuretés ayant des tensions de vapeur comparables à celle de la substance purifiée.35 En ne considérant que la partie du flux de vapeur qui tombe sur la surface de condensation, l'effet de purification ne concernerait, en première approximation, que les  residual impurities as extensive as is required by semiconductor physics so that the materials in question can be used for the manufacture of electronic devices. Indeed, one of the major objectives of research in the fields of optronics and special sensors is the development of production technologies for compounds of the general formulas A2B6, A4B6 and some others. Since all of these compounds are vaporized (sublimate) at temperatures well below their melting points, the zone melting process can not be applied to them, which, together with appropriate chemical treatments, can reduce content of the residual impurities below the analytical detection thresholds of the impurities. Of course, the apparatus according to the invention can be used for the deep purification of all other inorganic elements and compounds by replacing, if necessary, quartz with any other material for the construction of the apparatus. Sublimation purification processes (solid -> vapor ---> solid) and vaporization (liquid -> vapor -> liquid or solid) are known and widely used for a long time [2]. The material to be purified contained in a flared crucible is placed in a vacuum chamber where a high vacuum (10-7-10-9 torr) must prevail. The temperature of the charge is raised until the pressure of the steam produced reaches 10-3-10-2 Torr. At these pressures, the free-flow length of the particles is comparable to the distance between the vapor source and the surface on which the atoms and molecules emitted by the charge condense. Between these two surfaces must exist a temperature gradient (T condensation <T vaporization). The impurities contained in the substance to be purified can be classified in three groups: impurities known as easily vaporizable; impurities with difficult vaporization and impurities having vapor tensions comparable to that of the purified substance. Considering only that part of the flow of vapor that falls on the condensing surface, the purification effect would concern, as a first approximation, only the

impuretés les moins volatiles qui s'accumulent dans la charge pendant toute la durée du processus. Les impuretés volatiles mélangées aux molécules de la substance purifiée A2 désignant le cadmium ou le zinc, A4 l'étain et le plomb, B6 le soufre, le sélénium ou le tellure.  less volatile impurities that accumulate in the load throughout the process. The volatile impurities mixed with the molecules of the purified substance A2 designating cadmium or zinc, A4 tin and lead, B6 sulfur, selenium or tellurium.

parviennent jusqu'à la surface de condensation. Comme le processus de condensation est généralement assez rapide, une partie des impuretés volatiles est captée par le condensat, tandis que les autres se reévaporent et vont se déposer sur les parois froides de la chambre à vide. Tout dépend des conditions expérimentales, des coefficients de condensation des5 impuretés et de la teneur en impuretés de la charge. Les impuretés dont les tensions de vapeur et les coefficients de condensation sont peu différents de ceux de la substance purifiée, ne sont pas éliminées. En somme, l'efficacité de ces processus de purification dépend non seulement des propriétés physico-chimiques de la substance purifiée et de celles des impuretés incorporées, mais encore des conditions de transport de la vapeur depuis la source jusqu'à la surface de condensation. Afin de réduire encore la teneur en impuretés, on est amené à répéter le  reach the condensation surface. As the condensation process is generally fast enough, some of the volatile impurities are captured by the condensate, while the others are re-evaporated and will settle on the cold walls of the vacuum chamber. It all depends on the experimental conditions, the condensation coefficients of the impurities and the impurity content of the feed. Impurities whose vapor pressures and condensation coefficients are not very different from those of the purified substance are not eliminated. In sum, the effectiveness of these purification processes depends not only on the physico-chemical properties of the purified substance and those incorporated impurities, but also conditions of transport of the vapor from the source to the condensation surface. In order to further reduce the content of impurities, it is necessary to repeat the

processus en utilisant à chaque fois le dépôt formé sur la surface de condensation en qualité de source. Il s'ensuit que la quantité de substance purifiée diminue de plus en plus. L'inconvénient de ce processus de purification est qu'il n'est pas cyclique et que son15 rendement en matière purifiée est faible.  process using each time the deposit formed on the condensation surface as a source. It follows that the quantity of purified substance decreases more and more. The disadvantage of this purification process is that it is not cyclic and that its yield of purified material is low.

Un procédé cyclique de purification par sublimation a été élaboré par l'un des auteurs [3]. Dans ce dernier procédé on soumet à une succession d'actes de sublimation-  A cyclic sublimation purification process was developed by one of the authors [3]. In this last process we submit to a succession of acts of sublimation-

condensation de petites portions d'une charge initiale maintenue à une température inférieure à celle d'une sublimation effective, cette succession d'actes de sublimation-condensation était assurée par le déplacement d'un gradient de température constant le long d'une chambre à vide de forme annulaire. Quoique incomparablement plus efficace que le procédé de la répétition des processus effectués dans une chambre à vide, ce procédé ne permet pas d'éliminer les impuretés dont des composés présenteraient des variations thermiques de la pression peu différentes de celles de la substance purifiée.25 C'est pour pallier aux insuffisances de ces procédés, qui ne permettaient pas d'obtenir des matériaux semi-conducteurs de la pureté requise, que nous avons été amenés à élaborer le nouveau procédé de purification en phase vapeur décrit dans [1]. Le fait de prendre pour modèle de substance à purifier des semi-conducteurs sublimables, permet de compléter les résultats des analyses quantitatives des impuretés (analyse spectrochimique et30 par spectrométrie de masse) par l'étude des propriétés physiques des semi-conducteurs (par exemple, les spectres de photo- et de cathodoluminescence) qui sont hypersensibles à la présence d'impuretés. L'appareil faisant l'objet de la présente invention a été conçu pour mettre en oeuvre le principe essentiel du procédé de purification décrit par les auteurs dans leur demande de brevet international déposée le 02 juillet 1996 [1]. Il est donc du même type que celui illustrant cette dernière. A la différence des procédés connus de purification par sublimation, dans ce procédé la vapeur formée lors de l'échauffement de la substance à purifier est confinée pendant un temps fini dans un récipient tubulaire en quartz transparent contenant ladite substance. Ce récipient est fermé à un bout, et à l'autre bout, il est façonné en forme de goulot par lequel on y introduit la substance à purifier. Ce récipient est disposé tout au fond d'une chambre à vide constituée par un tube de quartz transparent fermé à un bout, l'autre bout étant connecté à une pompe à vide. Le tout est entouré d'un four électrique à résistance qui permet d'élever la température de la substance jusqu'à ce que la pression de sa vapeur 5 devienne égale à quelques dixièmes ou dizaines de torrs. La vapeur s'échappant par le goulot du récipient passe au travers de plusieurs systèmes de tubes en quartz concentriques ou  condensation of small portions of an initial charge maintained at a temperature lower than that of an effective sublimation, this succession of sublimation-condensation acts was ensured by the displacement of a constant temperature gradient along a chamber to void of annular form. Although incomparably more efficient than the process of the repetition of the processes carried out in a vacuum chamber, this process does not make it possible to eliminate impurities whose compounds would have thermal variations in pressure that are not very different from those of the purified substance. In order to overcome the shortcomings of these processes, which did not make it possible to obtain semiconductor materials of the required purity, we were led to develop the new method of vapor phase purification described in [1]. Substantial semiconductors are used as the substance model to be purified, and the results of quantitative analyzes of impurities (spectrochemical and mass spectrometric analysis) can be supplemented by the study of the physical properties of semiconductors (for example, photo- and cathodoluminescence spectra) which are hypersensitive to the presence of impurities. The apparatus forming the subject of the present invention was designed to implement the essential principle of the purification method described by the authors in their international patent application filed on July 2, 1996 [1]. It is therefore of the same type as the one illustrating the latter. Unlike known methods of sublimation purification, in this process the vapor formed during the heating of the substance to be purified is confined for a finite time in a transparent quartz tubular container containing said substance. This container is closed at one end, and at the other end, it is shaped in the form of a neck through which the substance to be purified is introduced. This container is placed at the bottom of a vacuum chamber constituted by a transparent quartz tube closed at one end, the other end being connected to a vacuum pump. The whole is surrounded by an electric resistance furnace that raises the temperature of the substance until the pressure of its vapor 5 becomes equal to a few tenths or tens of torr. Steam escaping through the neck of the vessel passes through several concentric quartz tube systems or

excentrés, puis arrive dans la zone de condensation de la vapeur, o se dépose le produit purifié. Le confinement de la vapeur dans le récipient de purification favorise la formation de molécules stables à partir des impuretés avec ou sans participation des constituants de la10 substance purifiée, notamment, des oxydes et des chlorures métalliques, dont les tensions de vapeur aux températures utilisées sont notablement plus petites que celle du composé purifié.  eccentric, then arrives in the condensing zone of the vapor, where the purified product is deposited. The confinement of the steam in the purification vessel promotes the formation of stable molecules from the impurities with or without participation of the constituents of the purified substance, in particular metal oxides and chlorides, whose vapor pressures at the temperatures used are substantially smaller than that of the purified compound.

Autrement dit, des impuretés volatiles sont transformées en composés peu volatils. Tout en reconnaissant le rôle éminent que jouent les réactions les plus exothermrniques entre les impuretés conduisant à la formation de molécules stables, peu volatiles; l'accent était mis dans15 [1] sur la formation de dépôts d'impuretés sur les surfaces solides, le long desquelles s'écoulait la vapeur, après sa sortie du récipient. On avait observé en effet, des dépôts solides sur ces surfaces et on en avait déduit que dans le cas d'un écoulement de vapeur en régime laminaire, les impuretés étaient expulsées du flux de vapeur dans la couche visqueuse adhérant à ces parois solides [4].20 Ultérieurement nous avons constaté que l'effet de purification était principalement (ou exclusivement)déterminé par les réactions chimiques évoluant dans le récipient, la probabilité d'obtention des molécules les plus stables étant proportionnelle à la fréquence des chocs entre les différents atomes et molécules en phase vapeur, donc à la pression et au temps de rétention de la vapeur dans le récipient. En effet, les auteurs de la présente invention25 constatent régulièrement dans les expériences de purification d'éléments et de composés sublimables qu'après ces expériences, portant sur des centaines de grammes de substance, on  In other words, volatile impurities are converted into low volatility compounds. While recognizing the eminent role played by the most exothermic reactions between impurities leading to the formation of stable molecules, not very volatile; the emphasis was placed in [1] on the formation of impurity deposits on the solid surfaces along which the steam was flowing after being discharged from the container. In fact, solid deposits had been observed on these surfaces and it was deduced that in the case of a flow of vapor in a laminar regime, the impurities were expelled from the flow of vapor in the viscous layer adhering to these solid walls. Later, we found that the purification effect was mainly (or exclusively) determined by the chemical reactions occurring in the vessel, the probability of obtaining the most stable molecules being proportional to the frequency of the shocks between the different atoms. and vapor phase molecules, thus the pressure and the retention time of the vapor in the container. In fact, the authors of the present invention regularly observe in the purification experiments of elements and sublimable compounds that after these experiments, involving hundreds of grams of substance,

trouvait dans le récipient des quantités pondérables de résidus solides, dans lesquels l'analyse spectrochimique permettait d'identifier des oxydes, des chlorures et des sulfures. Dans la majorité des cas, ces résidus solides contenaient principalement des oxydes stables à faible30 tension de vapeur. L'oxygène nécessaire à la formation de ces oxydes provient, d'une part, de l'oxygène absorbé sur les surfaces intérieures de l'appareil, à la surface des substances.  contained in the container, ponderable quantities of solid residues, in which the spectrochemical analysis made it possible to identify oxides, chlorides and sulphides. In the majority of cases, these solid residues mainly contained stable oxides at low vapor pressure. The oxygen necessary for the formation of these oxides comes, on the one hand, from the oxygen absorbed on the inner surfaces of the apparatus, on the surface of the substances.

soumises à la purification, et d'autre part, de l'oxygène dissous et incorporé dans ces substances, ce qui représente généralement au total près de 1019 atomes d'oxygène par centimètre cube de substance. Lorsque la masse de la substance soumise à la purification dans35 l'appareil faisant l'objet de la présente invention était supérieure à plus d'un kilogramme, on ajoutait à cette dernière quelques pour cents en poids de la même substance (ou d'une  purified oxygen, and secondly, dissolved and incorporated oxygen in these substances, which generally represents a total of nearly 1019 oxygen atoms per cubic centimeter of substance. When the mass of the substance subjected to purification in the apparatus of the present invention was greater than one kilogram, a few percent by weight of the same substance (or

substance analogue) préalablement purifiée et faiblement oxydée, afin d'accroître la quantité d'oxygène dans le récipient de purification.  analogous substance) previously purified and weakly oxidized to increase the amount of oxygen in the purification vessel.

Par contre, à mesure que le temps de confinement de la vapeur dans le récipient augmentait, les dépôts solides sur les surfaces solides hors du récipient devenaient de moins en moins décelables. Afin d'augmenter le temps de rétention de la vapeur dans le récipient, on avait successivement introduit dans le goulot un tube d'échappement en quartz pénétrant5 profondément dans le récipient et dépassant largement le bord du goulot. Afin de ne pas augmenter trop fortement la résistance à l'écoulement laminaire de la vapeur dans ce tube, on  On the other hand, as the confinement time of the vapor in the vessel increased, the solid deposits on the solid surfaces out of the container became less and less detectable. In order to increase the retention time of the steam in the container, a quartz exhaust tube penetrating deep into the container and extending well beyond the edge of the neck was successively introduced into the neck. In order not to increase too strongly the laminar flow resistance of the steam in this tube,

ne pouvait diminuer son diamètre en dessous de 10 mm environ. Aussi, pour renforcer le confinement de la vapeur dans le récipient, les auteurs de la présente invention ont obturé partiellement l'ouverture du tube d'échappement en soudant à son bout intérieur une10 plaquette de quartz percée d'un orifice de plus petit diamètre que celui du tube ou un embout en forme de cône tronqué.  could not decrease its diameter below about 10 mm. Also, to enhance the containment of steam in the vessel, the present inventors have partially closed the opening of the exhaust tube by welding at its inner end a quartz plate pierced with a smaller diameter orifice than that of the tube or a tip shaped truncated cone.

Tandis que dans [1] on n'a envisagé que la disposition horizontale de l'appareil, correspondant au procédé du purification faisant l'objet de ladite invention, dans le cas de l'appareil faisant l'objet de la présente invention, o on a supprimé les systèmes de surfaces15 solides type " honeycombs ", sur lesquelles se formeraient des dépôts d'impuretés solides, on peut envisager aussi bien une disposition horizontale qu'une disposition verticale de l'appareil de purification. On a représenté, en coupe sur la figure 1, la disposition horizontale, et sur la figure  Whereas in [1] only the horizontal arrangement of the apparatus, corresponding to the purification process forming the subject of said invention, has been envisaged in the case of the apparatus forming the subject of the present invention, o solid honeycombs-type surface systems have been removed, on which solid impurity deposits would be formed, it is possible to envisage both a horizontal arrangement and a vertical arrangement of the purification apparatus. FIG. 1 is a horizontal section, and in FIG.

2, la disposition verticale de l'appareil.  2, the vertical arrangement of the device.

L'appareil selon l'invention se compose des éléments suivants.  The apparatus according to the invention consists of the following elements.

1. Un récipient tubulaire en quartz transparent (1) de 50 à 200 mm de diamètre et de plusieurs dizaines de centimètres de longueur, fermé hermétiquement à un bout, l'autre bout  1. A transparent quartz tubular container (1) 50 to 200 mm in diameter and several tens of centimeters in length, hermetically sealed at one end, the other end

ayant été bombé et perforé d'un ou de plusieurs orifices, généralement de forme circulaire, munis de collets (2) de diamètre compris entre 10 et 40 mm, répartis de façon plus ou moins25 arbitraire sur cette surface bombée. Dans le cas simple d'un seul orifice, celui-ci sera disposé au centre de la surface bombée.  having been curved and perforated with one or more orifices, generally of circular shape, provided with collars (2) with a diameter of between 10 and 40 mm, distributed more or less arbitrarily on this curved surface. In the simple case of a single orifice, it will be placed at the center of the curved surface.

2. Dans ces orifices viennent se loger un ou plusieurs tubes (3) en quartz transparent, ayant des diamètres légèrement inférieurs aux diamètres des collets, afin de pouvoir être mis en place ou retiré sans difficulté. Ces tubes, dits tubes d'échappement de la vapeur purifiée,30 pénètrent profondément dans le récipient tubulaire jusqu'à ce que l'extrémité de ces tubes soit à une dizaine de centimètres de l'extrémité fermée du récipient (1). Il n'est pas nécessaire, dans le cas de plusieurs tubes d'échappement, qu'ils soient tous enfoncés à la même  2. In these orifices are housed one or more tubes (3) in transparent quartz, having diameters slightly smaller than the diameters of the collars, in order to be put in place or removed without difficulty. These tubes, called purified steam exhaust tubes, penetrate deeply into the tubular container until the end of these tubes is about ten centimeters from the closed end of the container (1). It is not necessary, in the case of several exhaust tubes, that they are all driven to the same

profondeur. L'ouverture (4) de ce ou de ces tubes d'échappement est partiellement obturée afin de réduire la vitesse d'échappement de la vapeur. Comme indiqué plus haut, un faible flux35 de vapeur implique une plus grande probabilité de formation de molécules d'oxydes, de sulfures ou de chlorures stables, donc une purification plus profonde de la substance traitée.  depth. The opening (4) of this or these exhaust tubes is partially closed to reduce the rate of escape of the steam. As indicated above, a low vapor flux implies a greater probability of formation of stable oxide, sulphide or chloride molecules, hence a deeper purification of the treated substance.

L'orifice d'ouverture des tubes d'échappement est ainsi réduit à 4-10 mm. Dans le cas d'un seul tube d'échappement (fig. 1), ce dernier se prolonge hors du récipient de purification sur une longueur de plusieurs dizaines de centimètres. Lorsqu'il y a plusieurs tubes d'échappement, ils aboutissent dans un second récipient tubulaire (5) à travers des orifices dûment colletés et disposés de façon parfaitement symétrique par rapport aux ouvertures du premier récipient (figure 3, a et b). Ce second récipient est généralement plus court que le premier, les extrémités des tubes d'échappement y pénétrant presque sur la paroi bombée 5 avant du récipient. A travers la paroi avant, généralement au centre de celle-ci, on fait passer le tube d'échappement (6) (fig.3, a) de la vapeur collectée dans ce second récipient (5). Ce dernier tube d'échappement de la vapeur se prolonge hors du récipient (fig.3 a) sur une longueur d'une ou de plusieurs dizaines de centimètres. Les récipients tubulaires de purification et de collecte de la vapeur ainsi que les tubes d'échappement sont disposés dans une chambre à vide (7) constituée par un tube en quartz transparent hermétiquement fermée à un bout, I'autre bout étant connecté à une pompe à vide assurant un vide d'au moins 10-5 torr. La chambre à vide est placée dans un four électrique comportant deux enroulements chauffants indépendants (8) et (9). L'enroulement principal (8) s'étend de l'extrémité fermée de la chambre à vide à une dizaine de centimètres au-delà de l'extrémité du tube d'échappement extrême, pointant vers la zone de condensation. Le deuxième enroulement (9), jouxtant l'enroulement principal, permet de fixer la température de  The opening opening of the exhaust tubes is thus reduced to 4-10 mm. In the case of a single exhaust pipe (Figure 1), the latter extends out of the purification vessel over a length of several tens of centimeters. When there are several exhaust tubes, they end up in a second tubular container (5) through holes duly bonded and arranged perfectly symmetrical with respect to the openings of the first container (Figure 3, a and b). This second container is generally shorter than the first, the ends of the exhaust tubes penetrating almost on the convex wall 5 front of the container. Through the front wall, generally in the center of the latter, the exhaust tube (6) (FIG. 3, a) is passed through the vapor collected in this second container (5). This last steam exhaust tube extends out of the container (fig.3 a) over a length of one or several tens of centimeters. The tubular steam purification and collection containers as well as the exhaust tubes are arranged in a vacuum chamber (7) consisting of a transparent quartz tube hermetically closed at one end, the other end being connected to a pump empty providing a vacuum of at least 10-5 torr. The vacuum chamber is placed in an electric furnace comprising two independent heating coils (8) and (9). The main winding (8) extends from the closed end of the vacuum chamber to about ten centimeters beyond the end of the extreme exhaust tube, pointing to the condensing zone. The second winding (9), adjacent to the main winding, makes it possible to set the temperature of

condensation de la vapeur de la substance purifiée. L'enroulement principal permettant d'atteindre toute température jusqu'à 1 1 00 C sert à échauffer la substance purifiée jusqu'à ce que sa pression de vapeur corresponde à un régime d'écoulement laminaire, c'est-à-dire de20 quelques dixièmes à quelques dizaines de torrs.  condensation of the vapor of the purified substance. The main winding to reach any temperature up to 1100 C serves to heat the purified substance until its vapor pressure corresponds to a laminar flow regime, that is to say a few tenths to dozens of torrs.

La zone de condensation (10) est constituée suivant la nature de la substance purifiée et la nature des traitements auxquelles elle sera soumise ultérieurement, soit par une surface de condensation (généralement concave) associée à un cylindre en quartz ou par un corps solide conducteur de la chaleur (graphite, par exemple) (11), fig.2, s'étendant hors de la25 région échauffée par le second enroulement du four, soit par un tube partiellement fermé aux deux extrémités et formant nacelle (14) pour la fusion ultérieure du dépôt résultant de la  The condensation zone (10) is constituted according to the nature of the purified substance and the nature of the treatments to which it will be subjected later, either by a condensation surface (generally concave) associated with a quartz cylinder or by a solid body conductive the heat (eg graphite) (11), Fig. 2, extending out of the region heated by the second winding of the furnace, or by a partially closed tube at both ends and forming nacelle (14) for subsequent melting the deposit resulting from the

condensation de la vapeur, ou encore par un tube ouvert aux deux bouts (12), d'une longueur suffisante pour que la vapeur sortant du tube d'échappement puisse se condenser à 90% au moins, sur sa paroi interne (fig. 1, (13). La masse du dépôt de la substance purifiée représente30 généralement 80-85% de la charge initiale, 10% environ de celle-ci mélangée aux résidus solides est laissée dans le récipient de purification.  condensation of the steam, or by a tube open at both ends (12), of sufficient length so that the steam leaving the exhaust tube can condense at least 90% on its inner wall (FIG. (13) The mass of the deposition of the purified substance is generally 80-85% of the initial charge, about 10% of this mixed with the solid residues is left in the purification vessel.

MODES DE REALISATION DE L'INVENTIONEMBODIMENTS OF THE INVENTION

1. Purification du Tellurure de zinc (ZnTe).  1. Purification of zinc telluride (ZnTe).

Le tellurure de zinc est un semi-conducteur ayant une largeur de bande interdite de 2,3 ev (à 300 K) et pourrait donc être utilisé pour la fabrication de lasers émettant une lumière verte (5255 nm). Le composé a été obtenu par synthèse directe des constituants préalablement purifiés à l'aide de l'appareil selon l'invention. Les processus de synthèse, impliquant des pesées, des transferts, etc. s'accompagnent d'une pollution notable des constituants (notamment, par l'oxygène de l'air). Le composé synthétisé (700 gr) a été introduit dans un récipient de10 purification de 80 mm de diamètre et de 600 mm de longueur (fig. 1) et a été placé près du goulot. On introduit dans le goulot un tube d'échappement de 30 mm de diamètre et de 800 mm de long; l'ouverture du tube, se trouvant près du fond du récipient de purification, a été obturée par un verre circulaire en quartz percé d'une ouverture de 8 mm (4). Cet ensemble a été disposé au fond de la chambre à vide (7) en quartz transparent, dont l'autre extrémité a été connectée à une pompe turbomoléculaire. La chambre à vide a été placée dans un four à résistance à deux enroulements indépendants. L'enroulement (8), correspondant à  Zinc telluride is a semiconductor with a bandwidth of 2.3 ev (at 300 K) and could therefore be used for the manufacture of lasers emitting a green light (5255 nm). The compound was obtained by direct synthesis of the constituents previously purified using the apparatus according to the invention. Synthesis processes, involving weighing, transfers, etc. accompanied by a significant pollution of the constituents (in particular, by the oxygen of the air). The synthesized compound (700 gr) was introduced into a purification vessel 80 mm in diameter and 600 mm in length (Fig. 1) and placed near the neck. An exhaust tube 30 mm in diameter and 800 mm long is introduced into the neck; the opening of the tube, located near the bottom of the purification vessel, was closed by a circular quartz glass pierced with an 8 mm opening (4). This assembly was placed at the bottom of the transparent quartz vacuum chamber (7), the other end of which was connected to a turbomolecular pump. The vacuum chamber was placed in a resistance furnace with two independent windings. The winding (8), corresponding to

l'échauffement du récipient de purification et du tube d'échappement, les porte à une température uniforme de 880 C (à + 2 ). A une distance de 100 à 150 mm de l'extrémité du tube d'échappement, on établit, à l'aide du second enroulement (9), une température qui20 s'échelonne de 700 à 500 C environ, assurant ainsi la condensation de la vapeur purifiée.  heating the purification container and the exhaust tube, the door to a uniform temperature of 880 C (+ 2). At a distance of 100 to 150 mm from the end of the exhaust tube, a temperature of about 700 to 500 ° C. is established by means of the second winding (9), thus ensuring the condensation of purified steam.

La durée du processus de purification a été de 45 heures, la quantité du composé purifié qui s'est condensé sur les parois du tube de collecte sous forme d'un dépôt (13) de 1 à 6 mm d'épaisseur a été trouvée égale à 420 gr environ. La masse d'un dépôt de plus faible épaisseur a été évaluée à 70 gr environ. On a laissé près de 70 gr de composé dans le récipient de purification afin d'éviter la vaporisation de certaines impuretés qui se concentrent dans le récipient tout au long du processus. On peut donc compter sur un rendement en produit purifié de l'ordre de 80%. Les résultats de l'analyse au spectromètre de masse des impuretés dans plusieurs échantillons du composé purifié sont données dans le tableau 1. Les écarts entre les résultats obtenus sur 4 échantillons sont peu perceptibles. Le relevé des spectres de30 photoluminescence à 4K en différents points du dépôt d'épaisseur maximale (voir fig. 4) confirme la pureté du tellurure de zinc obtenu. Sur la fig. 5, on a reproduit le spectre de cathodoluminescence relevé à 80K. A noter que lorsque, gardant même le verre d'obturation partielle de l'ouverture du tube d'échappement, on a élevé la température du récipient de purification (Tsub - 950 C), la même quantité de produit s'était condensée en un temps plus court (30 heures environ). Les données de la spectrométrie de masse ont été à peu près les mêmes (pureté globale de  The duration of the purification process was 45 hours, the amount of the purified compound which condensed on the walls of the collection tube in the form of a deposit (13) of 1 to 6 mm thick was found to be equal at around 420 gr. The mass of a deposit of smaller thickness was evaluated at about 70 gr. About 70 grams of compound were left in the purification vessel to avoid the vaporization of some impurities that concentrate in the vessel throughout the process. We can therefore count on a yield of purified product of the order of 80%. The results of mass spectrometer analysis of the impurities in several samples of the purified compound are given in Table 1. The differences between the results obtained on 4 samples are not very noticeable. The detection of photoluminescence spectra at 4K at different points of the maximum thickness deposition (see Fig. 4) confirms the purity of the zinc telluride obtained. In fig. 5, the cathodoluminescence spectrum recorded at 80K was reproduced. Note that when, even keeping the partial shutter glass of the opening of the exhaust tube, the temperature of the purification vessel (Tsub-950 C) was raised, the same amount of product had condensed into a shorter time (about 30 hours). The mass spectrometry data were about the same (overall purity of

99,9996 dans le premier cas et de 99,9994 dans le second).  99.9996 in the first case and 99.9994 in the second).

Tableau 1 (1 ppmn=0.0001%) Elément Ppm masse Elément Plpm masse Elément Ppm masse H ND Zn CONSTI'UANT Pr < 0.02 Li 0.1 Ga < 0.03 Nd - < 0.06 Be < 0.001 Ge < 0.04 Sm < 0.05 B < 0.0006 As < 0.01 Eu < 0.05 C 0.2 Se 0.8 Gd < 0.06 N ND Br <0.03 Tb <0.02 O <0.3 Rb <0.02 Dy <0.05 F 0.02 Sr < 0.01 Ho < 0.02 Na < 0.01 Y < 0.02 Er < 0.06 Mg 0.006 Zr < 0.02 Tm < 0.03 A1 0.005 Nb < 0.2 Yb < 0.06 Si 0.005 Mo < 0.04 Lu < 0. 03 P <0.02 Ru <0.03 Hf <0.04 S 7 Rh < 0.01 Ta ND Cl < 0.02 Pd < 0.04 W < 0.07 K <0.02 Ag <0.01 Re <0.05 Ca 0.03 Cd < 0.08 Os < 0.08 Sc < 0.009 In < 0.04 Ir < 0.04 Ti < 0.02 Sn < 0.04 Pt < 0.08 V < 0.01 Sb < 0. 02 Au < 0.03 Cr < 0.008 Te coNsTm-uANT Hg < 0.09 Mn < 0.004 I < 0.02 TI < 0.05 Fe < 0.001 Cs < 0.02 Pb < 0.09 Co < 0.008 Ba < 0.03 Bi < 0.07 Ni < 0.001 La < 0.02 Th < 0.05 Cu <0.1 Ce <0.02 U <0.05  Table 1 (1 ppmn = 0.0001%) Element Ppm mass Element Plpm mass Element Ppm mass H ND Zn CONSTIUUANT Pr <0.02 Li 0.1 Ga <0.03 Nd - <0.06 Be <0.001 Ge <0.04 Sm <0.05 B <0.0006 As < 0.01 Eu <0.05 C 0.2 Se 0.8 Gd <0.06 N ND Br <0.03 Tb <0.02 O <0.3 Rb <0.02 Dy <0.05 F 0.02 Sr <0.01 Ho <0.02 Na <0.01 Y <0.02 Er <0.06 Mg 0.006 Zr <0.02 Tm <0.03 A1 0.005 Nb <0.2 Yb <0.06 If 0.005 Mo <0.04 Lu <0. 03 P <0.02 Ru <0.03 Hf <0.04 S 7 Rh <0.01 Ta ND Cl <0.02 Pd <0.04 W <0.07 K <0.02 Ag <0.01 Re <0.05 Ca 0.03 Cd <0.08 Bone <0.08 Sc <0.009 In <0.04 Ir <0.04 Ti <0.02 Sn <0.04 Pt <0.08 V <0.01 Sb <0. 02 Au <0.03 Cr <0.008 tHe coNsTm-uD Hg <0.09 Mn <0.004 I <0.02 TI <0.05 Fe <0.001 Cs <0.02 Pb <0.09 Co <0.008 Ba <0.03 Bi <0.07 Ni <0.001 The <0.02 Th <0.05 Cu <0.1 Ce <0.02 U <0.05

2. Purification du cadmium.2. Purification of cadmium.

Le cadmium a été soumis à la purif cation dans un appareil de purification horizontal  Cadmium was subjected to purification in a horizontal purification apparatus

(Fig. 6).(Fig. 6).

Comme la tension de vapeur du cadmium solide près de son point de fusion est inférieure à 0,1 torr, on a procédé à la purification d'un bain de cadmium liquide maintenu à 350 C (+ 2 ). En conséquence, on a utilsé un récipient de purification de g00 mm de longueur, un tube d'échappement (partiellement obturé) de 30 mm de diamètre et de 750 mm de long. Le bout du tube sortant du récipient de purification pénètre sur une longueur de quelques centimètres dans un tube en quartz (14) agencé en forme de nacelle dans sa partie inférieure, et ouvert dans sa partie supérieure (fig.6). Ce tube de condensation de la vapeur doit avoir une longueur suffisante pour que la presque totalité de la vapeur de l'élément purifié s'y condense (à 200 environ) en laissant s'échapper les impuretés volatiles. La masse5 du cadmium soumis à la purification était de 800 gr environ. La durée du processus de purification était de 40 heures; ayant réduit la température créée par l'enroulement principal (8) et élevé la température dans la zone de condensation jusqu'à 330 C, on a fait fondre le dépôt qui s'est formé dans le tube- nacelle et on a coupé le courant. Le lingot (15) que l'on a retiré de la nacelle était formé de gros grains monocristallins de 5 à 12 mm. Le lingot s'est10 facilement détaché de la nacelle. Sa masse était égale à 520 gr. Dans le récipient de purification (qui avait été préalablement recouvert d'une couche de carbone) on a récupéré près de 160 gr de métal pollué et d'impuretés. L'analyse spectrochimique du métal purifié a fourni les résultats suivants: Tableau 2 Cu < 2.10-6 Ag <2.10-5 Mo < 6.10-5 Si < 6.10-' Mg < 6.10-6  Since the solid cadmium vapor pressure near its melting point is less than 0.1 torr, a liquid cadmium bath maintained at 350 ° C (+ 2) was purified. As a result, a purification vessel of 100 mm in length, an exhaust tube (partially closed) 30 mm in diameter and 750 mm long was used. The end of the tube leaving the purification vessel penetrates a length of a few centimeters in a quartz tube (14) arranged in the form of a nacelle in its lower part, and open in its upper part (Fig.6). This condensation tube of the steam must be of sufficient length so that almost all the steam of the purified element condenses there (at about 200) by letting escape the volatile impurities. The mass of cadmium subjected to the purification was about 800 g. The duration of the purification process was 40 hours; having reduced the temperature created by the main winding (8) and raised the temperature in the condensation zone to 330 C, the deposit formed in the nacelle tube was melted and the current was cut off . The ingot (15) which was removed from the nacelle was formed of monocrystalline large grains of 5 to 12 mm. The ingot was easily detached from the basket. Its mass was equal to 520 gr. In the purification vessel (which had been previously covered with a carbon layer) about 160 grams of polluted metal and impurities were recovered. Spectrochemical analysis of the purified metal provided the following results: Table 2 Cu <2.10-6 Ag <2.10-5 Mo <6.10-5 If <6.10- 'Mg <6.10-6

AI < 6.10-5AI <6.10-5

Bi <6.10-6 Ni < 6.10-6 Co < 6.10-5Bi <6.10-6 Ni <6.10-6 Co <6.10-5

Cr < 6.10-Cr <6.10-

Pb < 6.10-5Pb <6.10-5

Sn < 2.10-Sn <2.10-

Mn < 6.10-6 Ge <2.10-5 Fe < 2.10-5Mn <6.10-6 Ge <2.10-5 Fe <2.10-5

Sb < 6.10-Sb <6.10-

Hg < 2.106 Zn 2.10-4 Na 5.10-6Hg <2.106 Zn 2.10-4 Na 5.10-6

K 6.10-6K 6.10-6

Ca <2.10-5Ca <2.10-5

3. Purification du tellure.3. Purification of tellurium.

Comme à la température de fusion (452 C) le tellure ne présente qu'une tension de vapeur de 0,2 torr, sa purification a été effectuée à 520 C à l'état liquide. On a donc utilisé  As at the melting temperature (452 ° C.) tellurium only has a vapor pressure of 0.2 torr, its purification was carried out at 520 ° C. in the liquid state. So we used

l'appareil représenté fig.4. La quantité de tellure soumise à purification a été de 800 gr; c'était5 un tellure préalablement purifié par distillation ayant une pureté de 99,98% environ.  the apparatus shown fig.4. The quantity of tellurium subjected to purification was 800 gr; it was purified previously purified tellurium having a purity of about 99.98%.

Après une purification de 40 heures, le tube-nacelle de condensation (14) se trouvant à 300 C, on a abaissé la température de la partie active de l'appareil jusqu'à 300 C et on a élevé la température dans la zone de condensation jusqu'à 460 C, afin de fondre le dépôt de tellure et obtenir un lingot. Le lingot s'est détaché aisément de la nacelle en quartz et était  After a 40-hour purification, the nacelle condensation tube (14) being at 300 ° C., the temperature of the active part of the apparatus was lowered to 300 ° C. and the temperature in the condensation up to 460 C, in order to melt the tellurium deposit and obtain an ingot. The ingot was easily detached from the quartz nacelle and was

bien cristallisé. Sa masse a été trouvée égale à 685 gr. Près de 100 gr de tellure pollué est resté dans le récipient de purification.  well crystallized. Its mass was found to be equal to 685 gr. Nearly 100 gr of polluted tellurium remained in the purification vessel.

La pureté du tellure obtenu est consignée dans la tableau 3.  The purity of the tellurium obtained is recorded in Table 3.

Tableau 3 (1 ppm=0.0001%) Elément ppm Elément ppm Elément ppm H ND Fe < 0.007 Sn < 0.04 Li < 0.002 Co < 0.006 Sb < 0.02 Be < 0.0003 Ni < 0.006 Te MATRICE B < 0.0004 Cu ND I < 0.03 C 2 Zn < 0.06 Cs < 0. 009 N ND Ga < 0.04 Ba < 0.04 O 5 Ge < 0.01 Hf < 0.02 F <0.01 As <0. 03 Ta ND Na < 0.01 Se 4 W < 0.03 Mg 0.03 Br < 0.01 Re < 0.05 AI 0.05 Rb < 0.05 Os < 0.08 Si 0.01 Sr < 0.05 Ir < 0.03 P < 0.04 Y < 0.01 Pt < 0. 08 S <0.1 Zr <0.01 Au <0.07 Cl 0.1 Nb < 0.02 Hg < 0.06 K 0.2 Mo < 0. 02 Tl <0.06 Ca < 0.1 Ru < 0.01 Pb < 0.05 Sc < 0.003 Rh < 0.008 Bi < 0.02 Ti < 0. 003 Pd < 0.02 Th < 0.02 V < 0.003 Ag < 0.02 U < 0.02 Cr < 0.004 Cd < 0.2 Mn < 0. 003 In < 0.009  Table 3 (1 ppm = 0.0001%) Element ppm Element ppm Element ppm H ND Fe <0.007 Sn <0.04 Li <0.002 Co <0.006 Sb <0.02 Be <0.0003 Ni <0.006 Te MATRIX B <0.0004 Cu ND I <0.03 C 2 Zn <0.06 Cs <0. 009 N ND Ga <0.04 Ba <0.04 O 5 Ge <0.01 Hf <0.02 F <0.01 As <0. 03 Ta NA Na <0.01 Se 4 W <0.03 Mg 0.03 Br <0.01 Re <0.05 AI 0.05 Rb <0.05 Bone <0.08 If 0.01 Sr <0.05 Ir <0.03 P <0.04 Y <0.01 Pt <0. 08 S <0.1 Zr <0.01 Au <0.07 Cl 0.1 Nb <0.02 Hg <0.06 K 0.2 Mo <0. 02 Tl <0.06 Ca <0.1 Ru <0.01 Pb <0.05 Sc <0.003 Rh <0.008 Bi <0.02 Ti <0. 003 Pd <0.02 Th <0.02 V <0.003 Ag <0.02 U <0.02 Cr <0.004 Cd <0.2 Mn <0. 003 In <0.009

4. Purification du tellurure de cadmium.  4. Purification of cadmium telluride.

Le tellurure de cadmium a été obtenu par synthèse directe du cadmium et du tellure purifié comme indiqué ci-dessus. La masse du lingot polycristallin de tellurure de cadmium synthétisé était égale à 700 gr. On a utilisé la variante verticale de l'appareil de purification représenté sur la figure 2. Le récipient de purification d'un diamètre de 70 mm et de 500 mm de long était suspendu dans la chambre à vide à l'aide de tenons soudés à la surface de sa partie supérieure et qui reposaient sur des supports soudés à la surface interne de la chambre à vide (non représentés sur la fig. 2). Le tube d'échappement (partiellement obturé) de 25 mm de diamètre et de 650 mm de long était également muni de tenons qui le maintenaient en place dans le goulot. Afin de promouvoir la formation d'oxydes peu volatiles et d'accélérer la purification, on a ajouté à la charge de tellurure de cadmium près de 5 grammes de tellurure de cadmium préalablement purifiée, puis partiellement oxydé. La vapeur, sortant du tube d'échappement, venait se condenser sur un cylindre de graphite (11) disposé dans la zone de15 condensation (10), sa partie inférieure dépassant la limite du second enroulement (9) du four, assurant ainsi une bonne évacuation de la chaleur et l'établissement d'un gradient de température convenable. La température de condensation de la vapeur était comprise entre 610 et 625 C. Le tellurure de cadmium était maintenu pendant toute la durée de la purification à 770 C. La durée du processus de purification a été de 30 heures. Par condensation sur le support de graphite (1 1), on a obtenu un lingot polycristallin (13) (une boule), comportant dans sa région centrale des grains monocristallins de plusieurs millimètres  Cadmium telluride was obtained by direct synthesis of purified cadmium and tellurium as indicated above. The mass of the polycrystalline ingot of cadmium telluride synthesized was 700 gr. The vertical variant of the purification apparatus shown in FIG. 2 was used. The purification vessel with a diameter of 70 mm and 500 mm in length was suspended in the vacuum chamber using studs welded to the surface of its upper part and which rested on supports welded to the internal surface of the vacuum chamber (not shown in Fig. 2). The 25 mm diameter and 650 mm long (partially closed) exhaust tube was also provided with tenons that held it in place in the neck. In order to promote the formation of low-volatility oxides and to accelerate the purification, nearly 5 grams of cadmium telluride, previously purified and then partially oxidized, were added to the cadmium telluride charge. The steam exiting the exhaust tube was condensed on a graphite cylinder (11) disposed in the condensing zone (10), its lower part exceeding the limit of the second winding (9) of the furnace, thus ensuring good evacuation of heat and establishment of a suitable temperature gradient. The condensation temperature of the steam was between 610 and 625 C. The cadmium telluride was maintained throughout the purification period at 770 C. The duration of the purification process was 30 hours. By condensation on the graphite support (1 1), a polycrystalline ingot (13) (a ball) was obtained, having in its central region monocrystalline grains of several millimeters

de long. La masse du lingot a été trouvée égale à 600 grammes. Près de 50 grammes sont restés dans le récipient de purification. Un dépôt de faible épaisseur s'est formé sur la paroi de la chambre à vide dans la zone de condensation.25 La détermination des impuretés a été effectuée à l'aide d'un spectromètre de masse. Les résultats sont consignés dans le tableau 4.  long. The weight of the ingot was found to be 600 grams. About 50 grams remained in the purification vessel. A thin deposit formed on the wall of the vacuum chamber in the condensation zone. The determination of the impurities was carried out using a mass spectrometer. The results are shown in Table 4.

Le relevé des spectres de photoluminescence à 4 K (fig. 7) en plusieurs points du lingot a révélé l'existence d'inhomogénéités dont l'existence peut être attribuée soit à une  The 4 K photoluminescence spectra (Figure 7) at several points of the ingot revealed the existence of inhomogeneities whose existence can be attributed either to a

concentration locale d'impuretés, soit à des défauts de structure toujours importants dans les30 lingots polycristallins ou encore à ces deux causes.  local concentration of impurities, either structural defects still important in the polycrystalline ingots or both causes.

!1 Tableau 4 ( 1 ppm = 0.0001o%) Elément ppm Elément ppm Elément ppm H ND Zn 0.08 Pr < 0.1 Li < 0.001 Ga < 0.02 Nd < 0.4 Be < 0.003 Ge < 0.02 Sm < 0.6 B 0.005 As 0.02 Eu < 0.4 C ND Se 10 Gd <0.5 N ND Br < 0.03 Tb < 0.1 O 10 Rb <0.06 Dy <0.4 F 0.2 Sr < 0.01 Ho < 0.1 Na <0.01 Y <0.01 Er <0.4 Mg <0.6 Zr <0.03 Tm <0. 1 AI <0.2 Nb < 0.07 Yb < 0.4 Si <0.5 Mo <0.08 Lu <0.3 P < 0.5 Ru < 0.08 Hf < 0.4 S <0.04 Rh <0.03 Ta ND Cl 0.4 Pd < 0. 08 W < 0.5 K <0.03 Ag < 0.04 Re < 0.2 Ca < 0.1 Cd CONSTlITUANTOs < 0.8 Sc < 0.003 In < 0.09 Ir < 0.3 Ti < 0.002 Sn < 0.1 Pt < 0.5 V <0.02 Sb <0.08 Au <0.7 Cr 0.006 Te coNsTrruAN-rHg < 0.5 Mn ND I <0.05 TI <0.1 Fe ND Cs < 0. 03 Pb < 0.1 Co < 0.02 Ba < 0.2 Bi < 0.08 Ni ND La < 0.08 Th < 0.2 Cu ND Ce <0.07 U <0.2 Les exemples de mise en oeuvre de l'appareil selon l'invention ne sont limitatifs ni qualitativement, en ce sens que l'appareil peut être réalisé non seulement en quartz mais aussi  1 Table 4 (1 ppm = 0.0001o%) Element ppm Element ppm Element ppm H ND Zn 0.08 Pr <0.1 Li <0.001 Ga <0.02 Nd <0.4 Be <0.003 Ge <0.02 Sm <0.6 B 0.005 As 0.02 Eu <0.4 C ND Se 10 Gd <0.5 N ND Br <0.03 Tb <0.1 O 10 Rb <0.06 Dy <0.4 F 0.2 Sr <0.01 Ho <0.1 Na <0.01 Y <0.01 Er <0.4 Mg <0.6 Zr <0.03 Tm <0. 1 AI <0.2 Nb <0.07 Yb <0.4 If <0.5 Mo <0.08 Lu <0.3 P <0.5 Ru <0.08 Hf <0.4 S <0.04 Rh <0.03 Ta ND Cl 0.4 Pd <0. 08 W <0.5 K <0.03 Ag <0.04 Re <0.2 Ca <0.1 Cd CONSTLITUANTOs <0.8 Sc <0.003 In <0.09 Ir <0.3 Ti <0.002 Sn <0.1 Pt <0.5 V <0.02 Sb <0.08 Au <0.7 Cr 0.006 TcNsTruRAN-rHg <0.5 Mn ND I <0.05 TI <0.1 Fe ND Cs <0. 03 Pb <0.1 Co <0.02 Ba <0.2 Bi <0.08 Ni ND The <0.08 Th <0.2 Cu ND Ce <0.07 U <0.2 Examples of device implementation according to the invention are not limiting nor qualitatively, in that the apparatus can be made not only of quartz but also

en tous matériaux adaptés à la purification de substances sublimables très diverses, ni quantitativement en ce sens que les dimensions de l'appareil et donc les quantités de 5 substances purifiées ne sont en aucun cas limités aux dimensions citées dans les exemples de réalisation.  in any material suitable for the purification of very different sublimable substances, nor quantitatively in the sense that the dimensions of the apparatus and therefore the quantities of purified substances are in no way limited to the dimensions mentioned in the exemplary embodiments.

Les applications industrielles de l'appareil couvrent la production des substances de très hautes pureté, telles que les corps simples sublimables et composés semi-conducteurs de différentes formules générales, ainsi que d'autres substances dont les  The industrial applications of the apparatus cover the production of substances of very high purity, such as sublimable single bodies and semiconductor compounds of various general formulas, as well as other substances whose

propriétés dépendent10 largement de leur pureté.  properties largely depend on their purity.

L'appareil selon l'invention permet d'obtenir en une seule opération et avec un rendement supérieur à 75% en matière purifiée des substances d'une pureté 5 N et au-delà.  The apparatus according to the invention makes it possible to obtain in a single operation and with a yield greater than 75% of purified material substances of purity 5 N and beyond.

1. S.A. Medvedieff, Yu.V. Klevkov Demande de brevet international PCT/RU  1. S.A. Medvedieff, Yu.V. Klevkov International patent application PCT / UK

96/00176 du 02 juillet 1996.96/00176 of 02 July 1996.

2. Mullin " Crystallisation ", chap.8. 1972  2. Mullin "Crystallization", chap.8. 1972

3. S. Medvedieff, Brevet USA N 5.201,985 du 13 avril 1993.  3. S. Medvedieff, US Patent No. 5,201,985 of April 13, 1993.

4. L:Landau, I.Lifchitz Cours de physique théorique, tome " Mécanique des fluides ". Traduction. Fr. 1993  4. L: Landau, I.Lifchitz Course of Theoretical Physics, volume "Mechanics of fluids". Translation. 1993

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Appareil pour la purification profonde dans un vide poussé de corps simples et composés, susceptibles de passer de l'état solide ou liquide à l'état de vapeur à une pression comprise entre 0,1 et 20 torrs, à des températures ne dépassant pas 1 1 00 C, caractérisé en ce que la substance à purifier est placée dans un récipient de purification (1) en quartz transparent dont une extrémité est fermée et l'autre est munie d'un goulot (2) dans lequel on introduit un tube en quartz transparent dit tube d'échappement (3), pénétrant dans le récipient sur les cinq à neuf dixièmes de la longueur de ce dernier et s'étendant au-delà du10 récipient sur une longueur suffisante pour amener la vapeur jusqu'à la zone de condensation (10).  1. Apparatus for deep purification in high vacuum of simple and compound bodies, capable of passing from solid or liquid state to vapor state at a pressure of between 0.1 and 20 torr at temperatures not exceeding not 1 1 00 C, characterized in that the substance to be purified is placed in a transparent quartz purification vessel (1), one end of which is closed and the other end is provided with a neck (2) in which a transparent quartz tube, said exhaust tube (3), penetrating into the container five to nine tenths of the length of the latter and extending beyond the container for a length sufficient to bring the vapor to the condensation zone (10). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour accroître le temps de confinement de la vapeur dans le récipient de purification, on obture partiellement l'extrémité2. Apparatus according to claim 1, characterized in that to increase the confinement time of the steam in the purification vessel, the end is partially closed. (4) du tube d'échappement qui y est enfoncé.  (4) the exhaust tube that is depressed. 3. Appareil selon les revendications 1 et 2 comportant une zone de condensation  3. Apparatus according to claims 1 and 2 having a condensing zone (10) o se forme le dépôt (13) de la substance purifiée.  (10) the deposit (13) of the purified substance is formed. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on dispose dans la zone de condensation (10) un tube de collecte de la vapeur condensée agencé en forme de nacelle  4. Apparatus according to claim 3, characterized in that there is arranged in the condensing zone (10) a condensed vapor collection tube arranged in the form of a nacelle dans sa partie inférieure et ouvert dans sa partie supérieure (14).20  in its lower part and open in its upper part (14) .20 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par une disposition horizontale ou verticale et en ce que dans le cas de la disposition verticale, la5. Apparatus according to any preceding claim characterized by a horizontal or vertical arrangement and that in the case of the vertical arrangement, the vapeur se condense sur un support bon conducteur de la chaleur.  Steam condenses on a good heat conductive carrier. 6. Procédé de purification mettant en ceuvre l'appareil selon les revendications ci- dessus caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger avec la substance à purifier une petite6. Purification process using the apparatus according to the claims above characterized in that it consists in mixing with the substance to be purified a small quantité de cette même substance préalablement purifiée et légèrement oxydée, afin de promouvoir la formation d'oxydes d'impuretés peu volatiles, s'accumulant dans le récipient  quantity of this same substance, previously purified and slightly oxidized, to promote the formation of low volatility impurity oxides, accumulating in the container de purification.  of purification. 7. Appareil de purification de corps simples et composés sublimables à des températures inférieures à 1100 C, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,7. Apparatus for purifying single bodies and sublimable compounds at temperatures below 1100 C, according to any one of claims 1 to 5, caractérisé en ce que pour accroître la productivité du processus de purification, le récipient de purification (1) est doté de plusieurs tubes d'échappement de la vapeur (fig. 3 a, b) qui est  characterized in that to increase the productivity of the purification process, the purification vessel (1) is provided with a plurality of steam exhaust tubes (Fig. 3a, b) which is d'abord collectée dans un second récipient (5) d'o elle est dirigée vers la zone de condensation (10) à l'aide du tube d'échappement (6).  first collected in a second container (5) where it is directed to the condensing zone (10) by means of the exhaust tube (6). 8. Application de l'appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et 7 à la8. Application of the apparatus according to any one of claims 1 to 5 and 7 to purification des composés semi-conducteurs.  purification of semiconductor compounds.
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